Κυ19112017

Τελευταία Ενημέρωση11:10:07 πμ

Οι εκπληκτικές χρήσεις του λέιζερ

  • PDF

Όταν έχεις ένα σφυρί, όλα μοιάζουν σαν καρφί, συνήθιζαν να λένε παλιότερα οι άνθρωποι, εννοώντας φυσικά ότι πιάνοντας στα χέρια σου ένα πολυεργαλείο τείνεις να το χρησιμοποιείς για τα πάντα, ακόμα και σε περιστάσεις που η χρήση του δεν θα έβγαζε κανένα νόημα!

Ε λοιπόν, το λέιζερ είναι το σφυρί του σήμερα, μια πανίσχυρη δύναμη δηλαδή, με τη μόνη φυσικά διαφορά ότι αυτό μπορεί πράγματι να χρησιμοποιηθεί σχεδόν στα πάντα.

Το σημερινό πολυεργαλείο χρησιμοποιείται λοιπόν με την ίδια αποτελεσματικότητα σε βιομηχανικές και ιατρικές χρήσεις, πολεμικούς και επικοινωνιακούς σκοπούς, αμυντικές λειτουργίες και άλλα πολλά, με τις εφαρμογές του να είναι κυριολεκτικά ανεξάντλητες.

Μέχρι να σκεφτούμε λοιπόν κι άλλες, ας περιοριστούμε στις ήδη εκπληκτικές υπάρχουσες…

Όπλα



Το να χρησιμοποιηθεί το λέιζερ ως όπλο μοιάζει προφανές, αν και απίθανο! Κι αυτό γιατί μπορεί να υπάρχουν στην επιστημονική φαντασία εδώ και δεκαετίες, μόλις πρόσφατα ωστόσο μεταπήδησαν στην επιστημονική πραγματικότητα. Έχοντας χρησιμοποιηθεί λοιπόν ως μηχάνημα βιομηχανικής κοπής, η βρετανική φίρμα TWI προσάρμοσε μια λαβή πιστολιού στη συσκευή κάνοντάς το θανάσιμο: το φορητό εργαλείο μπορεί πλέον να απελευθερώσει παλμό 5 kilowatt που κόβει το μέταλλο σαν βούτυρο, παραμένοντας ταυτοχρόνως φιλικό στο περιβάλλον! Το λέιζερ πιστόλι έχει βέβαια ακόμα περιορισμένη εμβέλεια και απαιτεί μπόλικη ενέργεια για να δουλέψει, δείχνει ωστόσο το μέλλον…



Προστασία στρατιωτικών βάσεων και πλοίων




Δεν είναι μόνο οι κακοί των ταινιών επιστημονικής φαντασίας που θωρακίζουν τα στρατηγεία τους με λέιζερ, αυτό το κάνει εύκολα και το αμερικανικό ναυτικό! Το «USS Ponce», ένα παλιό πλοίο του αμερικανικού πολεμικού στόλου, χρησιμοποιείται πια εξολοκλήρου για την προστασία ιρανικής βάσης κοντά στη θάλασσα. Καθώς όμως αμερικανικά πλοία με αντίστοιχες αποστολές έχουν αποδειχθεί πολύ τρωτά σε ταχύπλοα με κακόβουλους σκοπούς, το ναυτικό των ΗΠΑ αποφάσισε να προσαρμόσει λέιζερ στα πλοία, τα οποία χρησιμοποιούνται τόσο ως προειδοποιήσεις όσο και ως επιθετικά όπλα: ένας χαμηλής ισχύος παλμός χρησιμοποιείται ως προειδοποιητικό φως, ενώ μια δέσμη υψηλής ισχύος μπορεί να ανατινάξει το ταχύπλοο στον αέρα! Κι έτσι το «USS Ponce» είναι ένα από τα πρώτα πλοία του κόσμου που μπορεί να τα βάλει εξίσου αποτελεσματικά τόσο με θαλάσσιες απειλές όσο και μη επανδρωμένα drones, εξοικονομώντας ταυτοχρόνως πολύτιμα δολάρια στο Πεντάγωνο…

Κατάρριψη εχθρικών πυραύλων



Όπως έχουμε μάθει από τηλεόραση και κινηματογράφο, τα αεροπλάνα και οι ρουκέτες φτιάχνουν ένα εκρηκτικό μείγμα, πράγμα που παρατήρησε σαφώς το αμερικανικό Πεντάγωνο, γι’ αυτό και έχει ξοδέψει δισεκατομμύρια δολάρια για να λύσει το πρόβλημα. Πώς το έλυσε; Είναι στη διαδικασία κατασκευής και ελέγχου ενός μικρού λέιζερ, ισχύος 150 kilowatt, για να καταρρίπτει εισερχόμενες ρουκέτες εδάφους-αέρος! Κι αυτή μάλιστα δεν είναι καν η πρώτη ολοκληρωμένη προσπάθεια: η Boeing ανέπτυξε ένα φορητό τέτοιο σύστημα για χρήση σε στρατιωτικά οχήματα εδάφους ήδη από το 2010! Το σύστημα προσαρμοζόταν σε στρατιωτικά οχήματα πολλαπλής χρήσης και μπορούσε να διαλύσει στον αέρα ρουκέτες, πυρά όλμων και πυροβολικού. Ανάλογη συσκευή αναπτύχθηκε πρόσφατα και από τον ισραηλινό στρατό, για χρήση σε επιβατικά αεροπλάνα

Κάνοντας το νερό να τρέχει ανάποδα



Το λέιζερ είναι τόσο μοναδικό που έχει διάφορα αποτελέσματα στο περιβάλλον, λίγες όμως χρήσεις του είναι τόσο εκπληκτικές όσο ένα λέιζερ με αρκετή ενέργεια να ηλεκτροδοτήσει όλες τις ΗΠΑ αν απελευθερωθεί πάνω σε μέταλλο! Αυτή είναι η επίδραση που έχει το λέιζερ στα μέταλλα. Χρησιμοποιώντας λοιπόν εξαιρετικά δυνατά λέιζερ, οι επιστήμονες κατάφεραν να αλλάξουν τις ιδιότητες των μετάλλων με τέτοιον τρόπο που να μπορούν να χειραγωγήσουν τη ροή του νερού: πέρα από τα ακροβατικά του νερού, κατάφεραν να το κάνουν να τρέξει ανάποδα, αψηφώντας την ίδια τη βαρύτητα! Πώς τα κατάφεραν; Απλό: τα μόρια της επιφάνειας του μετάλλου χτυπιούνται με το συγκεκριμένο λέιζερ σε απειροελάχιστο χρόνο (εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου), κάνοντάς τα εντελώς εχθρικά στο νερό και αναγκάζοντας έτσι τα μόρια του νερού να έλκονται περισσότερο μεταξύ τους παρά με το μέταλλο…

Βοηθώντας τους τυφλούς να οδηγούν




Την ώρα που η τύφλωση έκανε μέχρι τώρα την οδήγηση απαγορευτική, αυτό μέλλει σύντομα να αλλάξει. Με τη βοήθεια των λέιζερ, ειδικά αυτοκίνητα που ενσωματώνουν αντίστοιχες τεχνολογίες φτιάχνονται την ώρα που μιλάμε, έχοντας πια τη δυνατότητα να σκανάρουν τον περιβάλλοντα χώρο του οχήματος. Σαν το οδηγικό αντίστοιχο του συστήματος Μπράιγ, οι αισθητήρες μετατρέπουν τα ερεθίσματα σε απτικά σήματα, επιτρέποντας στον τυφλό οδηγό να κινείται με ασφάλεια στον δρόμο. Το σύστημα οδήγησης ολοκληρώνεται με ηχητικά σήματα κατεύθυνσης και ένα πλέγμα φωνητικών εντολών, σαν ένα Siri για αυτοκίνητα δηλαδή. Το πειραματικό όχημα της ερευνητικής ομάδας της Virginia Tech’s Blind Driver Team έχει ήδη δώσει ενθαρρυντικά αποτελέσματα και το αυτοκινητιστικό μέλλον θα είναι ασφαλώς διαφορετικό για τους τυφλούς συνανθρώπους μας…

Σκοτώνοντας τον καρκίνο



Το να σκοτώνεις καρκινικά κύτταρα με τη βοήθεια πολύχρωμων δεσμών ακτινοβολίας μοιάζει περισσότερο με φαντασία παρά με πραγματικότητα, μόνο που είναι ακριβώς αυτό, πραγματικότατο! Επιστήμονες του UCBB έχουν αναπτύξει μια διάταξη που καταστρέφει τα καρκινικά κύτταρα με τη βοήθεια δεσμών λέιζερ και νανο-σωματιδίων! Ο έλεγχος της διάταξης σε ποντίκια έδειξε ότι το λέιζερ αντιμετώπισε αποφασιστικά την ανάπτυξη και εξάπλωση των καρκινικών κυττάρων, μέσω μιας περίπλοκης διαδικασίας που περιλαμβάνει το RNA και συγκεκριμένα γονίδια. Ωστόσο, αυτά είναι τα πρώτα βήματα της καινοτόμας τεχνικής και όπως κάθε δοκιμασία που περιλαμβάνει πειραματόζωα και πειραματισμό, η εφαρμογή της διαδικασίας σε ανθρώπους απέχει ακόμα πολύ…

Φτιάχνοντας βηματοδότες



Ερευνητές του Case Western Reserve University και του Vanderbilt University βρήκαν ότι το λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κρατά τον καρδιακό παλμό σταθερό, λειτουργώντας ουσιαστικά ως βηματοδότης! Οι επιστήμονες εφάρμοσαν το λέιζερ για να θερμάνουν τα καρδιακά κύτταρα και να πάρουν το αποτέλεσμα που ήθελαν, χρησιμοποιώντας ως πειραματόζωα αυγά ορτυκιών, στα οποία προσάρμοσαν οπτική ίνα στην αναπτυσσόμενη καρδιά του πουλιού. Οι σύντομοι παλμοί λέιζερ, μέσω του καλωδίου, θέρμαναν τα κύτταρα της καρδιάς και τα έκαναν να αντιδράσουν με σταθερό τρόπο, ρυθμίζοντας τον καρδιακό παλμό στα επιθυμητά επίπεδα, σύμφωνα πάντα με τη συχνότητα της λέιζερ ακτινοβολίας. Τα αποτελέσματα ήταν πολύ καλύτερα από τη χρήση βηματοδότη, αν και στην πειραματική διαδικασία δεν ήταν λίγα τα έμβρυα που πέθαναν. Τα αποτελέσματα πάντως ήταν αρκούντως ενθαρρυντικά, παρά το πρωτόλειο της μεθόδου…

Καίγοντας τους εγκεφαλικούς όγκους




Υπάρχουν καρκίνοι που απαιτούν πιο δραστικές λύσεις από παλμούς λέιζερ στο RNA, κι έτσι γιατροί από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον πέρασαν στο αμέσως επόμενο επίπεδο: βομβάρδισαν με λέιζερ κατευθείαν τους καρκινικούς όγκους! Η τεχνική μάλιστα επιδείχθηκε ζωντανά σε εγχείριση ασθενούς: με τη βοήθεια μαγνητικής απεικόνισης, κατηύθυναν το λέιζερ μέσα από τις περίπλοκες δομές του εγκεφάλου κατευθείαν στα καρκινικά κύτταρα, τα οποία θέρμαναν με το λέιζερ μέχρι το σημείο που δεν μπορούσαν πια να κρατηθούν στη ζωή, αφήνοντας φυσικά τις λοιπές εγκεφαλικές δομές απείραχτες. Συμβαίνει και συμβαίνει τώρα…

Κάνοντας τα διαμάντια να μετεωρίζονται



Μπαίνουμε πια στην επικράτεια της καθαρής επιστημονικής μαγείας! Κι αυτό γιατί το λέιζερ μπορεί να κάνει τα διαμάντια να αψηφήσουν τη βαρύτητα και τους κανόνες της Μητέρας Φύσης. Ερευνητική ομάδα του University of Rochester χρησιμοποίησαν μη καθαρά διαμάντια (με ψεγάδια δηλαδή) και παλμούς λέιζερ για να κάνουν μαγικά. Γενικώς μιλώντας, το φως (το οποίο αποτελείται από εκατομμύρια μικροσκοπικά σωματίδια) ασκεί δυνάμεις στα αντικείμενα του κόσμου μας, είναι ωστόσο απειροελάχιστες για να έχουν ορατό αποτέλεσμα. Οι ερευνητές έφτιαξαν λοιπόν ένα «νέφος» από νανόμετρα ακάθαρτου διαμαντιού (το οποίο έχει ψεγάδια, όπως ενώσεις του αζώτου) και εξαιτίας του μικροσκοπικού μεγέθους των διαμαντιών, κατάφεραν να ανυψώσουν τα μικροδιαμάντια στον αέρα! Αυτό βέβαια δεν έγινε για να το παίξουν φακίρηδες οι επιστήμονες, αλλά για να κατανοήσουν καλύτερα τη φύση του φωτός και να αναπτύξουν σχετικές εφαρμογές στο μέλλον. Επιπλέον, μάθαμε από τη διαδικασία ότι όταν σκοπεύεις διαμάντια με λέιζερ, αυτά τείνουν να λαμποκοπούν…

Εμβόλια



Ο εμβολιασμός είναι μια αναγκαία πλην τρομακτική διαδικασία, αφού περιλαμβάνει σύριγγες και βελόνες και τα σχετικά. Στο μέλλον όμως η διαδικασία θα είναι σαφώς πιο φιλική στα παιδιά, αφού θα περιλαμβάνει σύντομες δέσμες φωτός που θα δημιουργούν τρύπες στα κύτταρά μας. Επιστήμονες του Πολυτεχνείου της Τζόρτζια καινοτομούν ήδη στον χώρο των εμβολίων, αναπτύσσοντας μια τεχνική που περιλαμβάνει τη χρήση λέιζερ για να ανοίξουν μια τρύπα σε ένα κύτταρο, να μεταφέρουν ωφέλιμα μόρια εντός του και κατόπιν να το σφραγίσουν, κι όλα αυτά σε κλάσματα δευτερολέπτου! Αν ακούγεται καλύτερο και πιο ανώδυνο από το παραδοσιακό εμβόλιο, είναι γιατί απλώς είναι. Η πρωτοποριακή τεχνική μπορεί μάλιστα να χρησιμοποιηθεί αποδοτικά και σε δύσκολες μολύνσεις, εκεί δηλαδή που η προσέγγιση με τα παραδοσιακά εμβόλια είναι από δύσκολη ως και αδύνατη, όπως ας πούμε σε κάποιους ιούς που στοχεύουν στο εσωτερικό των κυττάρων…

Οι εκπληκτικές χρήσεις του λέιζερ